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氢氟烃制冷剂

/hydrofluorocarbon refrigerants; HFCs/
最后更新 2023-10-11
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一种人造的含有氟元素的碳氢化学物质的制冷剂。

英文名称
hydrofluorocarbon refrigerants; HFCs
所属学科
工程热物理及动力工程

虽然其消耗臭氧潜能值为零,但大气停留时间较长,全球变暖潜能值较高,大量使用会引起全球气候变暖。

20世纪90年代后,考虑到氢氟烃类HCFCs制冷剂与氯氟烃类CFCs制冷剂有消耗大气臭氧层和引起全球温室效应的全球环境问题,绿色环保类制冷剂如氢氟烃类HFCs制冷剂开始发展。

《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》第28次缔约方会议于2016年10月10日~14日在卢旺达首都基加利召开。会议以协商一致的方式达成了历史性的限控温室气体氢氟碳化物(HFCs)协议。该协议是继气候变化《巴黎协定》后又一里程碑式的重要文件。协议明确了发达国家和发展中国家不同的HFCs限控义务,同时发达国家将为发展中国家履约提供必要的资金支持和技术援助,切实体现了“共同但有区别的责任”的原则。

表1为有编号的氢氟烃类HFCs制冷剂的大气寿命、ODP值和GWP值。

表1 氢氟烃类HFCs的大气寿命、ODP值和GWP值

编号

分子式或混合物组成及名称

大气寿命/a

ODP

GWP

R338mee

CF3CHFCHFCF3 1,1,1,2,3,4,4,4-八氟丁烷


0.0


R338pcc

CHF2CF2CF2CHF2 1,1,2,2,3,3,4,4-八氟丁烷


0.0


R347mcc

CH3CF2CF2CF3 1,1,1,2,2,3,3-七氟丁烷


0.0


R365mfc

CH3CF2CH2CF3 1,1,1,3,3-五氟丁烷

11

0.0

850

43-10meec

CF3CHFCHFCF2CF3 1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-十氟丁烷

17.1

0.0

1300

制冷剂的热物理性质在很大程度上决定了制冷循环的工作效果,氢氟烃类HFCs制冷剂的热物理性质见表2。

表2 氢氟烃类HFCs的热物理性质

编号

分子式或混合物组成

相对分子质量

Tb/℃

Tc/℃

Pc/MPa

Tf/℃

R23

CHF3

70.01

-82.1

25.9

4.84

-155

R41

CH3F

34.03

-78.1

44.1

5.90


R32

CH2F2

52.02

-51.7

78.2

5.80

-136

R125

CHF2CF3

120.02

-48.1

66.2

3.63

-103.15

R143a

CH3CF3

84.04

-47.2

72.9

3.78


R161

CH3CH2F

48.06

-37.1

102.2

4.70


R134a

CH2FCF3

102.03

-26.1

101.1

4.06

-96.6

R152a

CH3CHF2

66.05

-24.0

113.3

4.52

-117

R134

CHF2CHF2

102.03

-23.0

119.0

4.62


R245cb

CH3CF2CF3

134.05

-18.0

107.2

3.26


R227ea

CF3CHFCF3

170.03

-15.6

102.8

2.98


R236fa

CF3CH2CF3

152.04

-1.4

124.9

3.20


R254cb

CF3CF2CHF2

116.06

-0.8

146.2

3.75


R143

CH2FCHF2

84.04

5.0

156.7

4.52


R236ea

CHF2CHFCF3

152.04

6.2

139.3

3.50


R245fa

CHF2CH2CF3

134.05

15.1

154.1

4.43


R329mcc

CHF2CF2CF2CF3

220.04

15.1

140.2

2.39


R347mcc

CH3CF2CF2CF3

184.06

15.1

144.2

2.57


R338mcf

CF3CH2CF2CF3

202.05

19.9

150.6

2.50


R245eb

CH2FCHFCF3

134.05

22.7




R245ca

CH2FCF2CHF2

134.05

25.1

174.4

3.94


R338mee

CF3CHFCHFCF3

202.05

26.0

148.5

2.48


R338mcc

CH2FCF2CF2CF3

202.05

27.8

158.8

2.73


R365mfc

CH3CF2CH2CF3

148.07

40.2

187.7

2.75


R338pcc

CHF2CF2CF2CHF2

202.05

42.5

186.4

2.83


43-10meec

CF3CHFCHFCF2CF3

252.05

47.0




R134a是被广泛应用的中温制冷剂,应用于中等蒸发温度和低蒸发温度的制冷系统中。R134a无色,毒性很小,不燃烧,不爆炸,是一种很安全的制冷剂;在温度达到370℃以上时,与明火接触会分解出氟化氢等有毒气体;水在R134a中的溶解度很小,仅0.11%,且随温度的降低而减小;在常用温度范围内与矿物油不相容,但在温度较高时能完全溶解于多元烷基醇类和多元醇酯类合成润滑油;在温度较低时,只能溶解于多元醇酯类合成润滑油。

R134a分子中含有CF3基团,在大气中解离后易与OH自由基或臭氧反应形成对生态系统危害严重的三氟乙酸;此外作为制冷剂R134a与许多常用的润滑剂不互溶,其制冷系统必须使用价格昂贵的酯类润滑剂,增加了使用成本;且R134a制冷效率也较低。欧盟的《移动空调指令》(Mobile Air-Conditioning Directive)已要求从2011年开始,所有新的汽车平台要淘汰R134a;而美国也从2008年开始逐步淘汰汽车用R134a冷媒。

  • 曹德胜,史琳.制冷剂使用手册.北京:冶金工业出版社,2003.
  • 郑贤德.制冷原理与装置.北京:机械工业出版社,2008.
  • 李惠黎,任建纲.环保型制冷剂:氢氟烃的生产,性质及应用.北京:化学工业出版社,2003.

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